基于人脸识别技术的校园安全管理平台的应用

摘  要：随着学校信息化建设的推进，许多职业院校陆续从数字化校园建设阶段进入了智慧校园建设阶段，江苏省无锡交通高等职业技术学校在智慧校园建设阶段中将人脸识别技术应用于校园安全管理，结合当前疫情防控要求，利用学生请销假管理系统、学生周末留离校管理系统对学生形成可追溯的闭环管理、对教职工进行刷脸考勤、同时实现对重点监控区域和公共监控区域的监控预警方案。

关键词：人脸识别;校园安全管理;信息化建设;疫情防控

中图分类号：TP315;TP391.41      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）15-0086-04

Abstract：With the advancement of information construction in colleges，many vocational colleges have gradually entered the stage of smart campus construction from the digital campus construction stage. In the construction stage of smart campus，Wuxi Institute of Communications Technology applied face recognition technology to campus safety management. Combined with the current epidemic prevention and control requirements，we use the student leave management system and the student leave school management system on weekends to form a traceable closed-loop management for students，and recognize the face of teachers and staff attendance，and realize the monitoring and early warning scheme for key monitoring areas and public monitoring areas.

Keywords：face recognition technology;campus security management;information construction;epidemic prevention and control

0  引  言

人脸识别（Facial Recognition），是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。最早提出“人脸识别”概念的是高尔顿（Galton），他分别于1888年和1910年在《Nature》杂志上发表了两篇关于利用人脸进行身份识别的文章，但是由于技术的原因，人脸识别技术真正进入初级应用阶段是在90年代后期。近年来我国科技界和社会各个方面都认识到人脸识别技术的重要性，国家政策对人脸识别技术研究给予了很大支持，使得我国的人脸识别技术得到了迅速的发展。

视频监控环境下的身份识别正成为一种迫切的需求，在较复杂的场景中以及在较远的距离外就识别出特定的人，这显然是其他生物识别方所欠缺的功能，而人脸识别技术却是一个极佳的选择。

学校数字化建设进入智慧校园建设阶段后，许多学校相继引入了人脸识别技术，主要的应用场景是门禁系统、校园安防系统、考勤与考试系统等等。我校目前也在进行智慧校园建设，并利用人脸识别技术构建了校园安全管理平台。

1  整体建设思路

（1）我校为职业院校，校内有实训基地、实验室、智慧教室、机房、宿舍楼等需要重点监控的区域，也有教学楼、食堂、操场等公共监控区域;经过第一轮校园数字化建设后，在这些公共监控区域和重点监控区域都安装有传统的摄像头，在此次基于人脸识别技术的校园安全管理平台的建设中，将传统的摄像头更换成具有人脸识别功能的摄像头，通过相关软件的支撑，使整个安全管理平台具备预警功能。（2）利用人脸识别技术与软件技术，实现完全智能的和具有高安全性的身份鉴别验证系统，配合自动化门控或闸机装置进行校园出入口通行控制;校方管理者通过系统的数据查询与分析功能，可实时掌握学生信息，维持安全的校园环境，提供一种优于其他方式的校园安全系统解决方案。

2  具体建设目标

（1）将人脸作为进出校门、宿舍及校内各场所的身份鉴别条件，身份不符者将被门禁装置拒绝通行：本校教职工和学生通过人脸识别和刷码（校园码）进出学校;校外来访人员通过访客预约、人脸登记、核对身份等方式进入白名单后可进出校园，可以加强校园的安全管理，杜绝非法人员进入校园。（2）建设能提供人脸识别门禁和出入人员信息的管理平台，可按不同权限对数据库进行不同操作，并提供查询门禁记录、数据备份和数据打印输出等功能。（3）能通过网络实现人脸识别数据的传输、远程訪问和远程系统维护。（4）对重点监控区域，通过指定授权的形式确保非授权人员无法打开重点监控区域的门禁。（5）对公共监控区域进行人流密集度监控，通过预警机制对危险情况提前报警。

3  我校基于人脸识别技术的校园安全管理平台基本构架

结合我校实际情况设计了基于人脸识别技术的校园安全管理平台，如图1所示。

3.1  学生安全管理流程

学生安全管理流程主要分为走读生流程和住宿生流程，如图2所示。

3.1.1  走读生

在规定时间段（周一至周五早晨8：10分之前、下午3：30后）无需办理请销假手续即可进出校门;在校期间如果需要进出校门，则需要办理请销假手续，班主任同意后，校门门禁才能允许该学生出校门，否则该生不能出校，一旦强行通过会触发警报。并且办理请销假手续后学生出校和回校均会触发消息通知，告知班主任该生已经出校或者回校。如果学生出校后未在规定时间内回校，会触发预警消息，告知班主任该生没有及时回校，此时班主任可以主动联系学生询问情况或者联系家长，以此形成请销假环节的闭环流程。

3.1.2  住宿生

正常情况住宿生在周五下午3：00后可以离校，周日下午5：00点前返校，其他时间要求住宿生都在学校。在校期间如果住宿生要离校，则跟走读生一样办理请假手续，流程与走读生相同。

周末，住宿生填写周末留离校管理确认留宿情况，根据学生留宿情况宿舍门禁对留宿学生进行刷脸打卡，同时触发学生回校就寝/未回校就寝通知，如果学生在指定时间内还没有返回宿舍，则班主任会收到学生未回校就寝的通知短信，提醒班主任该生没有及时回宿舍，班主任可以主动联系学生或家长了解情况，以此形成周末留离校环节的闭环流程。

3.1.3  家长

家长通过学校微信公众号绑定自己的孩子，可以查询孩子的离校时间或者回校时间，方便家长掌控学生回家时间，确保学生的安全。

通过校门刷脸门禁和学生请销假管理系统对走读生的行动轨迹形成可追溯的闭环;通过校门刷脸门禁、学生请销假管理系统、学生周末留离校管理系统和宿舍刷脸门禁相结合，最大限度对住宿生的行动轨迹形成可追溯的闭环，以此来确保学生的安全，并且在学生请销假管理和周末留离校管理方面形成提醒和预警消息，确保及时发现问题。

3.2  从教职工管理层面分析

教职工与学生同样需经过校门门禁管理进出学校，一方面可以识别进出人员是不是本校教职工，确保非法人员不得入内;另一方面对教职工出勤进行打卡考核，对教职工的迟到、早退、加班等进行记录，为后续的考核形成数据支撑。

3.3  对重点监控区域的管理

对于重点监控区域，为了确保安全，采用单独授权的形式进行门禁管理，具体授权门禁的人员为实训室的管理员、在实训室任课的教师及实训室所属院部的领导，利用人脸识别与刷码的方式确保重点监控区域的安全。此外通过对任课教师进入实训室上课次数的统计，也可以侧面反映出实训室的使用率。

3.4  对公共监控区域的管理

对公共监控区域如教学楼楼道、操场、食堂等实行人流密集度监控，一旦发现人流密集度过高，可以通过广播等进行提醒，防止发生拥挤踩踏等事件。

3.5  访客管理

访客管理方面，比如学生家长来校、兄弟院校人员来校或是施工单位来校等等，一般通过预约的形式，通过学校公众号进行来访预约：确定来访时间和来访人数、登记来访车辆车牌、填写来访人员的详细信息（包括身份证号、手机号和自拍照片等等），填写完成后提交等待审核，审核通过即可来校。来校后，学校门卫会仔细核对来访者提供的信息，避免未预约人员进入学校，并且根据来访者填写的来访时间段进行管理，如果来访者过了来访时间还逗留在学校，门卫或安保部门会收到提醒短信，提醒其注意还有来访者留在学校，必要时可以电话联系了解情况，以此可以形成访客管理的闭环流程。

3.6  门禁管理结合疫情防控

根据疫情防控的要求，我校要求教职工和学生每天都要上报健康情况，如图3所示。

根据上报的健康数据，记录并追踪教职工和学生每天的体温、身体情况及密切接触人群，一旦上报的健康状况不符合要求，将自动关联校门门禁管理系统，使非健康人员无法进入学校;解除后方可进入。

4  具体设备布置

结合学校实际的安全管理要求，具体安装设备如下。

4.1  具有人脸识别功能和刷二维码功能的考勤机

学校校门门禁使用的是具有交互功能和刷码+刷脸功能的多功能考勤机，如图4所示，在考勤机上能够看到今天请假学生的名单以及哪些学生请假后已经出校门、哪些学生请假后还没有出校门;同时对于请假返校的学生，考勤机有详细的信息提示，如图5所示。

4.2  人脸识别闸机

宿舍门禁使用的是人脸识别闸机，如图6所示，学生进出宿舍必须进行人脸识别验证，此闸机为双向闸机，即进、出都必须刷脸验证。

4.3  FacePad Ⅰ身份识别终端

实训室、實验室、智慧教室、机房等重点监控区域使用的是FacePad Ⅰ身份识别终端，主要实现的功能是重点监控区域的门禁管理。

4.4  动态无感知人像抓拍摄像头

公共监控区域使用的是动态无感知人像抓拍摄像头，通过动态无感知人像抓拍摄像头抓取图像或视频，然后利用相关的智能算法对图像或视频进行处理，得出监控场景中的人群数量等指标，对指标进行判断，从而起到预警作用。

5  结  论

本文以我校为例阐述了人脸识别技术应用于校园安全管理的实现方法，结合智慧校园建设的学生请销假管理系统及周末留离校管理系统等，对在校生的行踪最大限度地形成可追溯闭环，可以有效地确保在校生的安全。

此外后续还将在教室、多媒体教室等设置动态无感知摄像头，主要用于智能情绪监控，用于分析学生脸部表情在一段时间内的变化，模拟推算其心情指数变化及预测其健康状况，通过平台模拟预警，可将该学生心理变化、健康变化上报班主任或学生干部对其进行干预。

参考文献：

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[2] 时伟翔.基于人脸识别的校园智能化方案 [J].价值工程，2020，39（1）：264-265.

[3] 董薇，张韶.基于人脸识别的学生安全预警系统设计 [J].电子设计工程，2020，28（14）：180-184.

作者简介：王菲（1982—），女，汉族，江苏无锡人，副教授，本科，研究方向：学校信息化建设、软件开发与应用、大数据分析。